Genetic analysis of resistance to tospovirus and potyvirus in access of Solanum (section lycopersicon)

O tomateiro é uma das hortaliças mais cultivadas em todo o mundo, e isso constitui um fator importante para a sua vulnerabilidade ao ataque de pragas e doenças, que contribuem para a diminuição da produção na cultura e afeta a qualidade do fruto. Dentre as doenças na cultura do tomateiro, destacam-se as de etiologia viral, que apresentam maior dificuldade de controle, sobressaindo àquelas causadas por espécies do gênero Tospovirus e Potyvirus, que podem causar perdas de até 100% na cultura. Os tospovírus são responsáveis pela doença conhecida como ‘vira-cabeça do tomateiro’, e são transmitidos por espécies de tripes. No Brasil há a ocorrência de quatro espécies de tospovírus afetando tomateiros: Tomato spotted wilt virus (TSWV), Tomato chlorotic spot virus (TCSV), Groundnut ringspot virus (GRSV) e Chrysanthemum stem necrosis virus (CSNV), sendo a GRSV a espécie de maior incidência. O primeiro gene de resistência a TSWV identificado foi o Sw-5, que é eficiente contra todas as espécies de tospovírus que infectam o tomateiro, sendo amplamente utilizado em programas de melhoramento por este motivo e por ser um gene de resistência com característica dominante. Fontes de resistência foram encontradas em outros acessos selvagens de S. chilense, S. habrochaites, S. pimpinellifolium, S. corneliomuelleri e S. lycopersicum, sendo estas espécies fontes promissoras de resistência para serem utilizados em programas de melhoramento. Visando identificar em acessos selvagens do Banco de Germoplasma da Embrapa Hortaliças fontes potenciais de resistência a tospoviroses, e a partir da análise evolutiva do gene Sw-5 através da filogenia de acessos selvagens, agrupando-os em grupos evolucionários, executou-se o presente trabalho. A análise evolucionária apresentou espécies de tomateiros diferentes que conferem resistência ampla às espécies de tospovírus e possuem o gene Sw-5, se enquadrando em grupos evolucionários distintos. Os acessos selvagens das espécies S. chilense e S. habrochaites que apresentaram padrão de bandas compatível com a resistência podem fornecer alelos diferenciados da fonte de resistência baseada em S. peruvianum, já que se agruparam em outros ramos da árvore filogenética, com potencial para contribuir com a manutenção da resistência conferida por Sw-5. As espécies de Potyvirus, Potato virus Y (PVY) e Pepper yellow mosaic virus (PepYMV), tem sido relatadas causando danos severos (qualitativos e quantitativos) à produção de tomate para seus diversos fins. Plantas sintomáticas apresentam clareamento de nervuras, mosqueado e deformação foliar quando infectadas por PVY; e pontos necróticos que podem evoluir até a morte da planta quando infectada por PepYMV. Devido a característica de resistência recessiva a Potyvirus, a busca por novas espécies que confiram resistência genética a potyviroses de ocorrência na cultura do tomateiro é importante. O gene pot-1, que confere um padrão de resistência recessiva a potyviroses no tomateiro, tem seu mecanismo regido pela restrição do movimento célula-a-célula da proteína do capsídeo, que impede o acúmulo viral nos tecidos. Fontes de resistência tem sido relatadas em espécies silvestres de Solanum, em S. peruavianum, S. chilense, S. pimpinellifolium e S. habrochaites, mas se faz necessário avaliar a herança da resistência, já que a resistência relatada é conferida por um gene recessivo monogênico. O presente trabalho teve por objetivo confirmar am acessos selvagens do Banco de Germoplasma da Embrapa Hortaliças espécies que confiram resistência múltipla a PVY e PepYMV, tornando-as pontenciais candidatas a fontes de resistência para serem utilizadas em programas de melhoramento. Espécies selvagens do Banco de Germoplasma da Embrapa Hortaliças foram avaliadas para resistência a PVY e PepYMV e identificou-se em acessos das espécies S. habrochaites e S. peruavianum via análise sorológica (DOT-BLOT) possíveis fontes de resistência.Tomato is one of the most cultivated vegetables worldwide, and this is an important factor in their vulnerability to attack by pests and diseases, which contribute to the decrease in production and affects the quality of the fruit. Among diseases affecting tomato production, the ones caused by viruses are of the utmost importance, which are more difficult to control, highlighting those caused by species of the genus Tospovirus, which can cause losses of up to 100 %. The tospoviruses are responsible for the disease known as 'tomato spotted wilt' and are transmitted by thrips. In Brazil, four species of tospoviruses occur in tomato: Tomato spotted wilt virus (TSWV), Tomato chlorotic spot virus (TCSV), Groundnut ringspot virus (GRSV) and Chrysanthemum stem necrosis virus (CSNV), with a greater incidence of GRSV. The first TSWV resistance gene identified was the Sw-5, which is effective against all species of tospoviruses infecting tomato and is widely used in breeding programs for this reason, because the resistance gene presents a dominant trait. Sources of resistance were found in other wild accessions of the species S. chilense, S. habrochaites, S. pimpinellifolium, S. corneliomuelleri and S. lycopersicum, showing promising results as sources of resistance for use in breeding programs. To identify a source of tospovirus resistance in wild accessions of the Germplasm Bank of Embrapa Hortaliças, and to perform the evolutionary analysis of the Sw-5 gene through the phylogeny of wild accessions, grouping them into evolutionary groups, this work was realized. The wild accessions of S. chilense and S. habrochaites species that showed compatible type of bands with resistance, can provide differentiated alleles of the resistance source based in S. peruvianum, since they grouped in other branches of the phylogenetic tree, with the potential to contribute with maintenance of resistance conferred by SW-5. The species of Potyvirus, Potato virus Y (PVY) and Pepper yellow mosaic virus (PepYMV), have been reported causing severe damage (qualitative and quantitative) to the production of tomatoes for their various purposes. Symptomatic plants have whitening ribs, mottling and leaf distortion when infected by PVY, and necrotic spots that may progress to death of the plant when infected by PepYMV. Because of the recessive characteristic of the typical resistance to potyvirus, the search for new species that confer genetic resistance to this genus occurring in tomato is important. The pot-1 gene, which confers resistance to potyviroses in tomato is governed by a restriction mechanism of cell-to-cell movement of the capsid protein, which prevents viral accumulation in tissues. Sources of resistance have been reported in wild Solanum species in S. peruavianum, S. chilense, S. pimpinellifolium and S. habrochaites, but it is necessary to evaluate the inheritance of this resistance, since the reported resistance is conferred by a monogenic recessive gene. This study aimed to identify in wild species accessions of the Germplasm Bank of Embrapa Hortaliças conferring multiple resistance to PVY and PepYMV, making them candidates for potential sources of resistance for use in breeding programs. Species wild the Germplasm Bank of Embrapa Hortaliças were evaluated for resistance to PVY and PepYMV and identified in accessions of the species S. peruavianum and S. habrochaites via serological analysis (DOT-BLOT) possible sources of resistance